Doğrusal olmayan elektrik devreleri
Elektrik devrelerinde doğrusal olmayan elemanların amacı
V elektrik devreleri pasif öğeler içerebilir, elektrik direnci esas olarak akıma veya gerilime bağlıdır ve bunun sonucunda akım, gerilimle doğru orantılı değildir. Bu tür elemanlara ve girdikleri elektrik devrelerine doğrusal olmayan elemanlar denir.
Doğrusal olmayan elemanlar, elektrik devrelerine doğrusal devrelerde ulaşılamayan özellikler verir (gerilim veya akım stabilizasyonu, DC amplifikasyonu, vb.). Kontrol edilemezler ve kontrol edilirler... İlki - iki kutuplu - üzerlerinde bir kontrol faktörünün (yarı iletken termistörler ve diyotlar) etkisi olmadan çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve ikincisi - çok kutuplu - üzerlerinde bir kontrol faktörü etki ettiğinde kullanılır (transistörler) ve tristörler).
Doğrusal olmayan elemanların akım-gerilim özellikleri
Doğrusal olmayan elemanların elektriksel özellikleri, akım-gerilim özellikleridir I (U) deneysel olarak elde edilen, akımın gerilime bağımlılığını gösteren grafikler, bunun için bazen yaklaşık, hesaplama için uygun bir ampirik formül yapılır.
Kontrolsüz doğrusal olmayan elemanların tek bir akım-gerilim karakteristiği vardır ve kontrollü doğrusal olmayan elemanların, parametresi kontrol faktörü olan bu tür özelliklere sahip bir ailesi vardır.
Doğrusal elemanlar sabit bir elektrik direncine sahiptir, bu nedenle akım-gerilim karakteristiği orijinden geçen düz bir çizgidir (Şekil 1, a).
Doğrusal olmayanın akım-gerilim özellikleri farklı bir şekle sahiptir ve koordinat eksenlerine göre simetrik ve asimetrik olarak bölünmüştür (Şekil 1, b, c).
Pirinç. 1. Pasif elemanların akım-gerilim özellikleri: a — doğrusal, b — doğrusal olmayan simetrik, c — doğrusal olmayan asimetrik
Pirinç. 2. Akım-gerilim özelliklerinin bölümlerindeki doğrusal olmayan elemanların statik ila diferansiyel direncini belirlemek için grafikler: a - yükselen, b - düşen
Simetrik akım-gerilim karakteristiğine sahip doğrusal olmayan elemanlar veya simetrik elemanlar için, voltaj yönündeki bir değişiklik akım değerinde bir değişikliğe neden olmaz (Şekil 1, b) ve asimetrik voltajlı doğrusal olmayan elemanlar için -akım karakteristiği veya zıt yönlere yönlendirilen voltajın bir ve aynı mutlak değerine sahip asimetrik elemanlar için akımlar farklıdır (Şekil 1, c). Bu nedenle, DC ve AC devrelerinde doğrusal olmayan simetrik elemanlar ve kural olarak AC devrelerinde AC'yi DC akımına dönüştürmek için doğrusal olmayan dengesiz elemanlar kullanılır.
Doğrusal olmayan elemanların özellikleri
Doğrusal olmayan her eleman için, akım-gerilim karakteristiğinin belirli bir noktasına karşılık gelen statik bir direnç ayırt edilir, örneğin A noktası:
Rst = U / I = muOB / miBA = mr tgα
ve için olan diferansiyel direnç. aynı A noktası aşağıdaki formülle belirlenir:
Rdiff = dU / dI = muDC / miCA = mr tgβ,
nerede mi, mi, efendim - sırasıyla voltaj, akım ve direnç ölçeği.
Statik direnç, sabit akım modunda doğrusal olmayan bir elemanın özelliklerini ve diferansiyel direnci - akımın kararlı durum değerinden küçük sapmaları için karakterize eder. Her ikisi de bir noktadan ve akım-gerilim karakteristiğinden diğerine geçerken değişir, birincisi her zaman pozitif, ikincisi değişkendir: Karakteristiğin yükselen bölümünde akım-gerilim pozitif, düşen bölümünde ise negatiftir.
Doğrusal olmayan öğeler ayrıca karşılıklı değerlerle karakterize edilir: statik iletkenlik Gst ve diferansiyel iletkenlik Gfarklı veya boyutsuz parametreler —
bağıl direnç:
Kr = — (Rfark /Rst)
veya bağıl iletkenlik:
Kg = — (Gfarkı / Gst)
Doğrusal elemanların Kr ve Kilogram parametreleri bire eşittir ve doğrusal olmayan elemanlar için ondan farklıdırlar ve birden ne kadar farklılarsa, elektrik devresinin doğrusal olmayanlığı o kadar fazla ortaya çıkar.
Doğrusal olmayan elektrik devrelerinin hesaplanması
Doğrusal olmayan elektrik devreleri, aşağıdakilere dayalı olarak grafiksel ve analitik olarak hesaplanır: Kirchhoff yasaları ve alternatif akımı doğru akıma dönüştürmek için alternatif akım devrelerinin bireysel elemanlarının volt-amper özellikleri.
Iz (U1) ve Iz (U2) akım-gerilim özelliklerine sahip iki seri bağlı doğrusal olmayan direnç R1 ve R2 ile bir elektrik devresini grafiksel olarak hesaplarken, tüm devrenin akım-gerilim karakteristiğini Iz (U) oluşturun, burada U = U1 + U2, doğrusal olmayan dirençlerin akım-gerilim özelliklerinin noktalarının apsislerinin eşit koordinatlarla toplanmasıyla bulunan noktaların apsisleri (Şekil 3, a, b).
Pirinç. 3. Doğrusal olmayan elektrik devrelerinin diyagramları ve özellikleri: a - doğrusal olmayan dirençlerin seri bağlantı devresi, b - bireysel elemanların volt-amper özellikleri ve seri devre, c - doğrusal olmayan dirençlerin paralel bağlantı şeması, d — münferit elemanların ve bir paralel devrenin volt-amper özellikleri.
Bu eğrinin varlığı, U geriliminin dirençlerin bağlantı uçlarındaki Az akımını ve U1 ve U2 gerilimini bulmasını sağlar.
Aynı şekilde paralel bağlı iki direnç ile elektrik devresinin hesabı yapılır. Akım-gerilim karakteristikleri I1 (U) ve Az2 (U) ile R1 ve R2, bunun için tüm devrenin akım-gerilim karakteristiği Az(U) inşa edilmiştir, burada Az = I1+I2, üzerinde belirli bir voltajın kullanıldığı U, Az , I1, I2 akımlarını bulun (oriz. 3, c, d).
Doğrusal olmayan elektrik devrelerini hesaplamak için analitik yöntem, doğrusal olmayan elemanların voltaj özelliklerinin, elektrik devreleri için gerekli durum denklemlerini çizmeyi mümkün kılan karşılık gelen matematiksel fonksiyonların denklemleri aracılığıyla sunulmasına dayanır. .Bu tür doğrusal olmayan denklemlerin çözümü genellikle önemli zorluklara neden olduğundan, doğrusal olmayan devrelerin hesaplanması için analitik yöntem, doğrusal olmayan elemanların akım-gerilim özelliklerinin çalışma bölümleri düzeltilebildiğinde uygundur. Bu, devrenin elektriksel durumunu, çözmede zorluk yaratmayan doğrusal denklemlerle tanımlamanıza olanak tanır.
Elektrik Mühendisliğinin Temelleri:
Potansiyel fark, elektromotor kuvvet ve voltaj üzerine
Sıvı ve gazlarda elektrik akımı
Manyetizma ve Elektromanyetizma
Manyetik alan, solenoidler ve elektromıknatıslar hakkında
Kendi kendine indüksiyon ve karşılıklı indüksiyon
Elektrik alanı, elektrostatik indüksiyon, kapasitans ve kapasitörler
Alternatif akım nedir ve doğru akımdan farkı nedir?
